无卤化的理论及实际课件

無鹵化的理論及實際潘慶崇Mobile：E-mail：一、無鹵化的需要1.環境保護的需要（略）鹵化物對策一、無鹵化的需要2.商業的需要EU法令對策（略）一、無鹵化的需要3.性能的需要（優點）

MODEL-2（覆銅板、DICY固化case）低溴環氧阻燃Bα1=62ppm含燐環氧阻燃：Pα1=53ppm含磷/卤素＝85.5％,以Tg=150℃计算，20～150℃的綫膨脹为Bα1=(150-20)×62＝8060ppmPα1=(150-20)×53=6890ppm,相当于22℃的膨胀数。溴素阻燃為100時，燐、硅(分子級或NANOSiO2）阻燃約為70～85，相當于提高Tg15~35%时的綫膨脹总量不提高Tg（也意味着增加脆性）也可达到降低綫膨脹总量的目的。一、無鹵化的需要3.性能的需要（優點）低綫膨脹的結果多層化（尺寸穩定、錯層小、層間黏结）8P(1.6厚度）×16层总膨胀量（20～280℃）减少约：60000mmPPM＝0.06mm.可靠性（低应力、孔壁、IC与板的黏结、线路）低Tg化可能性高粘结性、低应力、低吸水性低成本化Tg提高10℃，需要增加成本约1000～3000元/吨。短、小、薄化、長期穩定性。一、無鹵化的需要3.性能的需要（優點）3.2低离子迁移性解决了溴素阻燃长期以来难以解决的难题保持DICY固化的钻（冲）孔性，同时解决了CAF问题。

3.3高热分解温度无铅化：DICY固化也能达到“无铅化”的要求長期穩定性3.4添加填料的“需要”：降低成本。

二、無鹵化的手段三个系统的比較（相同Tg時的比較）DOPO-NQ/多官能DOPO/多官能磷酸脂/多官能吸水性100125160耐鹼性100128180PCT破壞時間100681585℃×85RH破壞時間1007020綫膨脹100115120鑽孔性（DRILL）良比较差优孔壁信賴性优一般（脆、毛刺、缺邊）不良冷熱衝擊1006010耐老化试验1006825CAFOKOKNO二、無鹵化的手段固化劑的影響（選擇）環氧樹脂MODEL：DOPO-NQ/多官能環氧DICY（0.55eq)酚醛樹脂酚醛/含氮酚醛吸水率10075120耐鹼性無明顯差異無明顯差異無明顯差異PCT破壞時間1008510585℃×85RH破壞時間10088120鑽孔性（DRILL）优良良孔壁信賴性优一般（脆、毛刺、缺邊）一般（同上）冷熱衝擊OKOKOKFAFOKOKOK2、自身阻燃型环氧树脂特點：芳香環含量高、殘炭率高的阻燃原理無鹵、無磷、無氮（所謂環保）高填充問題點：高成本、高填充。特殊填料、填料的表面處理和分散、上膠技術普及：當前比較難体系：日本化药的NC-3000东都化成的ESN-165二、無鹵化的手段三、問題點及解決方法以含燐環氧樹脂體系說明1、阻燃性提高阻燃性的常用方法是提高磷含量，但吸水率上升、PCT、T288性能下降、成本上升。解决思路：提高成炭率：降低烃基，特别是甲基浓度，提高芳香環浓度适当提高填料的用量：填料的种类、粒度分布、表面處理、分散（分散以后的消泡）充分固化：成本增加不多，但效果大

P/N体系

P/N配合有利于提高成碳率P/N的黄金配合比抑制吸水率上升、PCT下降、脆性增大的方法：必须从整个体系考慮P、N的来源和构造三、問題點及解決方法阻燃机理和对策阻燃机理：燃烧磷化合物磷酸脱水亚（meta）磷酸聚亚磷酸磷酸（膜化）聚亚磷酸的作用：强酸：使其它有机分子质子化（proton）强脱水剂：特别对含有羟基的物质的碳化有效：成碳率。不挥发性的磷氧化物与是碳的凝结剂覆盖在材料表面而阻燃。1、提高阻燃性的着力点：材料有机物分解阶段的阻燃更为重要和有效：提高成碳率。MODEL：环氧树脂：DOPO/NQ、DOPO/多官能、磷酸酯/多官能固化剂：DICY（H/R=0.52eq）填料：无SIZE：4P板

达到燃烧时间＝20sec时环氧树脂所需的磷含量（wt%）饱和吸水率测试方法：85℃×85RH三、問題點及解決方法DOPO/NQDOPO/多官能磷酸酯/多官能磷含量(wt%）2.152.483.16饱和吸水性100为基准125160三、問題點及解決方法

三、問題點及解決方法3、填料常用阻燃填料：氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸盐

作用（以Al2O3·3H2O为例）：吸收CO：减少燃烧气体量吸热：降低温度生成水：降温、成膜作用Al2O3·3H2O的热转移图

Al2O3·3H2OχAl2O3λAL2O3αAl2O3200℃200~300℃900~1000℃1100～1200℃

Al2O3·H2OγAl2O3

400~500℃（材料的热分解温度）

前者主要作用是分解前的降温，阻燃效果小后者兼有燃烧（分解）时的降温和成膜作用

，阻燃效果大

三、問題點及解決方法3、填料填料的选择：粒度：粒度小，阻燃效果大分解温度：预先除去低温分解的结晶水，结晶水分解温度提高（1水、1.5水）一般的分解温度在树脂分解温度以下，300℃左右是减重高峰期，效果不大。使用适量的这种填料对于缩短t2（第二次燃烧时间）很有效。表面處理：硅烷偶联剂、钛偶联剂、脂肪酸表面处理剂游离水：尽可能降低游离水的含量。※（结晶）析出法的氢氧化钙比粉碎法的浸胶性好，有利于填入玻纤内，使板材内填料分布均一。

三、問題點及解決方法以含燐環氧樹脂體系說明2、打孔（DRILL）性（脆性）

以DOPO为P来源的环氧树脂，普遍存在着脆的问题，主要原因是DOPO的构造、普遍使用多官能环氧树脂以及添加氢氧化铝、氢氧化镁等脆性填料。解决思路：合理的固化体系：选用胺（DICY）固化体系、调整DICY使用量环氧树脂的构造：刚柔兼顾使用柔性化树脂：酚氧树脂、添加剂填料的表面處理技术填料的粒度分布填料的分散技术

三、問題點及解決方法以含燐環氧樹脂體系說明3、粘接性（特别是层间粘结强度）基本思路：

DICY固化：适当减少DICY用量（同时提高打孔性和孔壁信赖性、耐水性）酚醛树脂固化：分子量和分子量分布、使用苯并二嗪、选择柔韧性固化剂（ALKYLPHENOL、DIPHENYLPHENOL)、充分浸胶和控制凝胶速度操作：充分浸胶、调整流速和固化速度环氧树脂树脂的分子设计：柔韧性与对称性、刚性分子的比例，韧性多官能环氧树脂。玻纤和填料的表面處理操作：充分浸胶、调整流速和固化速度

三、問題點及解決方法以含燐環氧樹脂體系說明4、吸水性、耐碱性

吸水率高是其一大缺点。降低吸水率的一般思路：DICY固化：DICY的配比量适当降低，用PNE等多官能环氧树脂提高Tg酚醛树脂固化：为了解决脆性，用柔韧性固化剂环氧树脂构造：尽可能多地引入芳香環作为“分子、官能基填料”，同时屏蔽P原子和羟基，降低由氢键结合而产生